JP2646375B2 - 防錆性、耐光安定性、透明性に優れた難燃性アクリル繊維 - Google Patents

防錆性、耐光安定性、透明性に優れた難燃性アクリル繊維

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JP2646375B2 JP63177997A JP17799788A JP2646375B2 JP 2646375 B2 JP2646375 B2 JP 2646375B2 JP 63177997 A JP63177997 A JP 63177997A JP 17799788 A JP17799788 A JP 17799788A JP 2646375 B2 JP2646375 B2 JP 2646375B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は防錆性、耐光安定性、透明性に優れた難燃性
アクリル繊維に関する。
(従来の技術) アクリル繊維は、風合いや染色性が優れることから古
くから広範囲の用途に使用されている。とくに近年は社
会的要求の高度化もあつてその最大の欠点である易燃性
を改良した含ハロゲンアクリル繊維所謂モダクリル繊維
も多用されている。しかしモダクリル繊維は特に塩素成
分を共重合成分に含有する場合、繊維が光や熱によつて
脱塩酸反応がおこり紡績工程での発錆の問題、黄変によ
る退色の問題を生ずる。黄変による退色の問題を解決す
るために種々な手段がほどこされ特開昭46−3444号公
報、特開昭51−82023号公報、特公昭51−29240号公報、
特開昭58−134926号公報、特公昭53−19689号公報等で
各種の光安定剤も紹介されているが、製造法上の手段は
各々の工程に特有なものであつて、広くどれにも応用で
きるものではなく、時には紡績、染色などで悪影響(失
透化)を及ぼすこともあつて、まだ満足すべき技術は見
出されていないのが現状である。
又発錆の問題についても後述するごとく多少の改良案
が提案されているものの、原綿改良による有効な手段が
いまだ見出されていないのが現状である。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は塩化ビニリデンを含有する難燃性アクリル戦
域の有する紡績工程における発錆の問題を解決し、しか
も耐光安定性、透明性良好な難燃性アクリル繊維を提供
することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明はアクリロニトリル50〜70重量%、塩化ビニリ
デン30〜50重量%及びスルホン酸基含有ビニル単量体0.
1〜3重量%及び他のビニル単量体0〜5.5重量%からな
るアクリロニトリル系重合体に対してジアルキルスズマ
レートポリマー0.8〜2.5重量%及び有機酸0.4重量%異
常が添加された組成物より構成されてなる防錆性、耐光
安定性、透明性に優れた難燃性アクリル繊維にある。
本発明で用いるアクリロニトリル系重合体には塩化ビ
ニリデンを含有させることを必要とするが、一般に難燃
性アクリル繊維を製造するに当つてはハロゲン含有ビニ
ル単量体をアクリロニトリルと共重合させ紡糸し繊維と
なすことが公知であり、そしてハロゲン含有ビニル単量
体として工業的規模で安価に供給される塩化ビニルや塩
化ビニリデンが用いられている。特に塩化ビニリデンは
塩化ビニルに比し沸点がやや低いこともあつて重合工程
での取扱いが容易であり、一方塩化ビニリデン共重合体
より製造された繊維の特性が難燃性能のレベルとのバラ
ンスでみて一般のアクリル繊維に近い優れた力学的ある
いは熱的性質を保有しているため、有利に用いることが
できる。
しかし、塩化ビニリデンは塩化ビニルに比べて脱塩素
化反応しやすく、紡績工程における発錆の問題、耐光安
定性の問題を解決することは容易なことではない。
本発明の繊維は防錆性、耐光安定性、透明性を優れた
ものにするために塩化ビニリデン含有のアクリロニトリ
ル系重合体にジアルキルスズマレートポリマーを0.5〜
2.5重量%、有機酸を0.4重量%以上添加する必要があ
る。ジアルキルスズマレートポリマーは本発明に用いら
れるアクリロニトリル系重合体に添加されることにより
防錆性及び耐光安定性を向上させる。用いられるジアル
キルスズマレートポリマーとしてはそのアルキル基が任
意に選択可能でありアルキル基の炭素数が小さい程繊維
製造の紡糸の際に使用される溶剤への溶解度が増し操業
性の面で好ましい。
塩素含有共重合体に有機スズ化合物を添加することは
特開昭57−82516号公報、特開昭57−89613号公報で提案
されているが、有機スズ化合物は難燃助剤として用いら
れ、またこの有機スズ化合物は繊維の透明性を維持する
上で低分子物である必要があるが、かかる低分子の有機
スズ化合物を本発明で用いるアクリルニトリル系重合体
に添加し繊維とした場合十分な耐光安定性が得られな
い。一方本発明で用いるジアルキルスズマレートポリマ
ーは十分な耐光安定性を有し、上記特許に使用される有
機スズ化合物とはその特性において基本的に異なるもの
である。
さらに難燃性アクリル繊維の紡糸方式として熱履歴の
少ない湿式紡糸方式が一般的に用いられる。湿式紡糸方
式における注意点は低分子物を原液工程で添加すると、
凝固工程や洗浄工程で添加剤の一部が脱落して所期の目
標に達しないし、脱落物が再凝集して走行糸条に影響を
与え糸切れ発生等の原因となる場合があることである。
この点に関して本発明で用いるジアルキルスズマレー
トポリマーは他の有機スズ化合物に比べて分子量が大き
いため脱落がほとんどなく有利に用いられる。ジアルキ
ルスズマレートポリマーの添加量は0.8〜2.5重量%、好
ましくは1.0〜2.0重量%である。0.8重量%未満では所
望の防錆効果、耐光安定性を得られず2.5重量%を超え
ると紡糸溶剤に対する溶解性が不十分となり紡糸操行性
を損なう。
前述した如くジアルキルスズマレートポリマーは有用
な効果を有するが、このジアルキルスズマレートポリマ
ーを添加すると難燃性アクリル繊維の透明性を損なうと
いう欠点を有しており、本発明ではジアルキルスズマレ
ートポリマーに有機酸を共存させることによつて繊維の
透明性を維持させるものである。
本発明で用いる有機酸として酸、クエン酸等のジカ
ルボン酸またはトリカルボン酸、酢酸等のモノカルボン
酸が挙げられるが、酸、クエン酸等の複数のカルボキ
シル基を有するものが特に効果が高く有利に用いられ
る。有機酸の添加量は0.4重量%以上、好ましくは0.6〜
2.0重量%であり、0.4重量%未満では繊維の透明性を維
持する効果が不十分である。また、2重量%を超えると
紡糸性が低下する傾向があり、さらに5重量%を超える
と添加量に比し効果のさしたる向上は望めない。
本発明で使用するアクリロニトリル系重合体は前述し
た如く塩化ビニリデンを含有するものであるが、高度の
難燃性能を実現するためには塩化ビニリデン量は30〜50
重量%必要であり、多量に共重合させると重合時の安定
性確保に多大の努力を要し、またアクリル繊維のもつ風
合、腰等で劣るため多くとも50%を共重合量の上限とす
る。アクリロニトリルと塩化ビニリデン以外の共重合成
分としてスルホン酸基含有ビニル単量体が挙げられる。
このスルホン酸含有ビニル単量体は染色工程での失透発
生を抑制する効果が高く、重合体中には0.1〜3重量
%、好ましくは0.5〜2.5重量%含有させる。スルホン酸
基含有ビニル単量体としては例えばメタリルスルホン
酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルベ
ンジルスルホン酸類あるいはそれらの塩類を挙げること
ができる。
その他の共重合成分としてのビニル単量体は繊維の特
性改良のために目的によつて導入できる単量体で例えば
アクリル酸、メタクリル酸、あるいはそれらのエステル
類、酢酸ビニル、塩化ビニル、メタクリルアミド等を挙
げることができる。ただし共重合量は多くとも5.5重量
%以下に限定すべきであり、これ以上の導入は繊維の耐
熱性をはじめとする特性を著しく低下させる。
本発明の繊維に用いるアクリロニトリル系重合体には
ジアルキルスズマレートポリマー、有機酸以外に本発明
の目的である防錆性、耐光安定性、透明性を損なわない
ものであればSb2O3,Sb2O5等の難燃助剤、制電剤、他の
耐光安定剤等の添加剤を加えることも可能である。
本発明の繊維の製造にあたつては組成物の主体がアク
リロニトリル系重合体であることより、アクリロニトリ
ル系重合体の溶剤溶液を紡糸原液として用い湿式紡糸し
て得ることができ、アクリロニトリル系重合体の溶剤と
しては好ましくはジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、ジメチルスルホキシド等の有機溶剤が挙げら
れる。なお溶剤として無機塩類、強酸塩、アセトン等も
利用可能であるが、条件設定にあたつては各々に検討を
要す。紡糸原液の調製にはアクリロニトリル系重合体の
濃度を工程通過性確保の理由から15〜30重量%の溶剤溶
液とし、熱による着色をさけるため50℃以下の低温で溶
解する。アクリロニトリル系重合体へのジアルキルスズ
マレートポリマー及び有機酸の添加はアクリロニトリル
系重合体の溶解前に溶剤に分散(溶解)する方法あるい
はジアルキルスズマレートポリマー、有機酸及び必要量
のアクリロニトリル系重合体の一部を溶剤に混合した分
散液を調製しておいて、これをアクリロニトリル系重合
体溶剤溶液中に加える方法が好ましく用いられる。
このように調製された紡糸原液は溶剤と水との混合系
よりなる凝固液にノズルから吐出して未延伸糸に成形さ
れる。
得られた未延伸糸は洗浄−延伸工程で溶剤を洗い流し
ながら延伸されるが染色工程における失透再発を防止す
るうえで熱水中の延伸比はなるべく高く設定することが
好ましい。通常最大延伸比の50%以上となるようにして
熱水中の延伸をおこない油剤をつけて乾燥緻密化処理を
おこなう。必要に応じて乾燥終了後乾熱下の延伸をおこ
なうことも可能である。
延伸後の繊維は湿熱下で弛緩熱処理を施こされ力学的
にバランスがとれた繊維とした後、必要な長さにカツト
して紡績用原綿とする。このようにして得られた繊維
は、従来から知られている塩化ビニリデン含有難燃性ア
クリル繊維に比較して優れた防錆性、耐光安定性をも
ち、かつ透明性も良好な難燃性アクリル繊維である。
(実施例) 以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。実
施例中の評価法は次のとおりである。
難燃性の評価は酸素指数法(JIS K 720−1A1号)に依
つた。
耐光性の評価はフエードメーター照射を行いJIS L−1
044に基づき判定した。
透明性の評価は以下に示す光透過率法により行つた。
1時間沸水処理した繊維を長さ30mmに切断し、これを
5g採取したて×よこ100mm×200mm、厚さ1mmのフエルト
をニードルパンチ法により作製する。10mm×20mmのフエ
ルト片、重量50mgを採取し、ベンジルアルコール5mlを
入れた厚さ10mmのガラスセルに入れ、この時の透過率を
分光光度計を用いて490.5μmの波長で測定する。
この方法によれば沸水処理繊維の透過率が40%以上あ
ればその繊維の透明性は極めて良好だといえる。
防錆性の評価は以下に示す方式により行なつた。
充分開繊した繊維11gを200ccのビーカーに入れふたを
する。これを140℃の乾燥下に40分処理する。処理後の
繊維の中に紡績用スチールピン10本を差し込み25℃,63
%RHの条件下に24時間放置する。放置後紡績スチールピ
ンを取り出し各ピンの発錆状況をチエツクしその度合に
応じてポイントを付けその合計ポイントから防錆性を評
価した。ポイントは30点満点とし30点がまつたく発錆な
し、0点がすべて発錆でありポイントが高い程防錆性に
優れていることを示す。
実施例1 アクリロニトリル58.5重量%、塩化ビニリデン40重量
%、メタクリルスルホン酸ソーダ1.5重量%よりなるア
クリロニトリル系重合体に対して、第1表に示す量のジ
ブチルスズマレートポリマーとクエン酸0.8重量%をジ
メチルアセトアミドに分散し40℃で溶解し重合体濃度25
重量%の紡糸原液を得た。
次にこの紡糸原液を孔径0.076mmのノズルを用いて53
重量%のジメチルアセトアミド−水系凝固液(温度30
℃)に紡出し、脱溶剤処理を施した後熱水中で6倍(DR
/MDR=0.60)延伸し油剤付与、乾燥、湿熱緩和処理を行
ない1.75デニールの繊維を得た。この繊維を先に述べた
方法により評価した。
この結果第1表に示すようにジブチルスズマレートポ
リマーをアクリロニトリル系重合体に対して0.8重量%
以上添加することによつて優れた防錆性、耐光安定性を
有することがわかる。
実施例2 ジブチルスズマレートポリマーを実施例1で用いたと
同じアクリロニトリル系重合体に対して1.5重量%添加
しクエン酸の添加量を第2表に示すように変更した以外
は実施例1と同じ条件で繊維を製造し1.75デニールの繊
維を得た。
これらの繊維を先に述べた方法により評価した。この
結果第2表に示すようにクエン酸を添加することによつ
て繊維の透明性が著しく向上することがわかる。
実施例3 ジブチルスズマレートポリマーの代りにジオクチルス
ズマレートポリマー1.5重量%添加する以外は実施例1
と同様にして1.75デニールの繊維を得た。この繊維の防
錆性、耐光安定性、透明性、LOIを評価したところ防錆
性26点、耐光安定性4級、透明性48%、LOI 30と良好
な品質を有していた。
実施例4 ジブチルスズマレートポリマー1.5重量%、クエン酸
以外の有機酸0.8重量%添加する以外は実施例1と同様
にして1.75デニールの繊維を得た。この繊維を実施例1
と同様な評価を行ない第3表に示す様な結果を得た。
比較例1〜2 ジブチルスズマレートポリマーの代りにジブチルスズ
ジラウレート、ジノルマルオクチルスズメルカプタイト
を使用した以外は実施例1と同様にして得られた繊維を
評価したところ第4表に示すごとく防錆性、透明性には
優れるものの耐光安定性が不十分でありさらに延伸工程
における糸切れの発生が生じ紡糸性が不良であつた。
(発明の効果) 本発明は従来から問題とされていた塩化ビニリデン含
有難燃性アクリル繊維の発錆性の問題を改良し、しかも
優れた耐光安定性、透明性を有する難燃性アクリル繊維
を提供することを可能にし、難燃繊維としての用途が広
がり社会的環境の安全向上に関連した多方面からの要請
にこたえることができる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクリロニトリル50〜70重量%、塩化ビニ
    リデン30〜50重量%、スルホン酸基含有ビニル単量体0.
    1〜3重量%及び他のビニル単量体0〜5.5重量%からな
    るアクリロニトリル系重合体に対してジアルキルスズマ
    レートポリマー0.8〜2.5重量%及び有機酸0.4重量%以
    上が添加された組成物より構成されてなる防錆性、耐光
    安定性、透明性に優れた難燃性アクリル繊維。
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